空客A320 液壓系統(tǒng)構型與維護研究

陳曉東

（上海民航職業(yè)技術學院，上海 200232）

0 引言

A320 液壓系統(tǒng)是飛機重要的機載系統(tǒng)之一，系統(tǒng)通過液壓泵提高液壓油的壓力，利用油壓驅(qū)動飛機的部件工作，具有重量輕、安裝方便、響應快、效率高、抗干擾能力強等特點。液體系統(tǒng)穩(wěn)定性好但無法避免存在一定的故障率，系統(tǒng)故障輕則增加維修成本，重則影響系統(tǒng)正常工作直接威脅飛行安全。非常有必要了解液壓系統(tǒng)的構型原理，掌握液壓系統(tǒng)的基本特點，提高液壓系統(tǒng)的維修質(zhì)量，保證系統(tǒng)持續(xù)安全和飛行品質(zhì)。

1 A320 液壓系統(tǒng)構型

A320 飛機有三個獨立的液壓系統(tǒng)，分別是黃系統(tǒng)、綠系統(tǒng)和藍系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)通過液壓泵提高液壓油的壓力，利用油壓驅(qū)動飛機的部件工作，由液壓控制系統(tǒng)和液壓傳動系統(tǒng)組成，包括動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、液壓油等。三個系統(tǒng)都可獨立向用壓系統(tǒng)供壓，包括飛行操縱系統(tǒng)、機翼增升裝置、起落架系統(tǒng)、發(fā)動機反推系統(tǒng)、備用發(fā)動機驅(qū)動等機載系統(tǒng)（圖1）。

圖1 A320 液壓系統(tǒng)結(jié)構功能框圖

1.1 主液壓系統(tǒng)

黃、綠、藍系統(tǒng)各自通過一個主液壓泵增壓，綠系統(tǒng)由1 號發(fā)動機EDP（Engine Driven Pump，發(fā)動機驅(qū)動泵）供壓，黃系統(tǒng)由2 號發(fā)動機EDP 供壓，藍系統(tǒng)在任何一個發(fā)動機運轉(zhuǎn)時其EMP（Electric Motor Pump，電動泵）自動啟動。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，綠系統(tǒng)發(fā)動機液壓泵、黃系統(tǒng)發(fā)動機液壓泵和藍系統(tǒng)電動泵供給系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)正常工作壓力均為20.78 MPa（3000 PSI）。

1.2 輔助液壓系統(tǒng)

系統(tǒng)的主泵之外，來自藍系統(tǒng)的RAT（Ram Air Turbine，沖壓空氣渦輪）、黃系統(tǒng)的電動泵和手搖泵、黃/綠系統(tǒng)的PTU（Power Transfer Unit，動力轉(zhuǎn)換組件）在必要的時候為液壓系統(tǒng)提供輔助液壓源。RAT 只有在飛機空中雙發(fā)失效，三個液壓系統(tǒng)全部失去液壓的狀況下，為飛機的飛行操縱系統(tǒng)提供應急動力。PTU 能夠進行兩個方向的操作，即綠系統(tǒng)到黃系統(tǒng)或者是黃系統(tǒng)到綠系統(tǒng)，當兩個系統(tǒng)的壓力差大于3.47 MPa（500 PSI）時，PTU 將自動接通，將壓力從高壓系統(tǒng)傳到低壓系統(tǒng)。

1.3 液壓系統(tǒng)控制

三個液壓系統(tǒng)的主泵由位于駕駛艙頭頂板的液壓系統(tǒng)操縱面板按壓開關控制，通常是設置在永久工作狀態(tài)，在系統(tǒng)故障或者用于勤務時可將其設置在關閉（OFF）位置。EMP、RAT 和PTU也可以通過液壓系統(tǒng)控制面板的按壓開關控制，通常PTU 也永久置于有效位，但如有必要可將PTU 關閉。

2 A320 液壓系統(tǒng)維護性

A320 液壓系統(tǒng)設定最初兩年內(nèi)的故障率為1%，通過系統(tǒng)的整體設計、部件質(zhì)量、安裝鋪設、自檢功能等達到較高的維護性。

2.1 液壓系統(tǒng)的特點

A320 液壓系統(tǒng)安裝共253 個約110 種液壓元器件，液壓元件種類多、結(jié)構較復雜、系統(tǒng)的單位功率的重量輕、結(jié)構尺寸小、響應速度快、易于實現(xiàn)功率放大、可以輸出較大動力和轉(zhuǎn)矩、自動化性能高、操作控制方便、有自動潤滑和過載保護等功能，同時系統(tǒng)總體壽命較長。

2.2 系統(tǒng)部件裝配

液壓系統(tǒng)中各部件之間空間保持在使用標準工具維修時不必移除相鄰元件。在空間允許的情況下，元件通常安裝在分體座上，以減少更換元件的工作量。元件的物理結(jié)構和彼此的連接關系，保證其拆裝維護時不易混淆。為了防止維修中系統(tǒng)的滲漏，系統(tǒng)的回油管路和壓力管路都裝有自封接頭，單向閥和快卸接頭也保證了泵的迅速更換。每個系統(tǒng)的手動油箱卸壓閥、手動加油泵、“集中式的維修板”等都使得系統(tǒng)維護易于實現(xiàn)。

2.3 系統(tǒng)自檢功能

液壓系統(tǒng)在正常運作狀態(tài)下可以實現(xiàn)系統(tǒng)自動檢查和自動報告。液壓系統(tǒng)具備自動排氣功能，油箱增壓系統(tǒng)管路中的液體分離器能實現(xiàn)系統(tǒng)污染度的自控制功能。關斷閥和一個機外測量裝置可檢查每個執(zhí)行機構（特別是伺服操縱系統(tǒng)）的內(nèi)滲漏情況。每個儲壓器都安裝有氮氣充氣閥和壓力指示表。液壓油濾的殼體裝有污染指示器，實現(xiàn)油濾污染及時指示，污染油濾更換可在不用工具和無油液滲漏的情況下完成。

3 A320 液壓系統(tǒng)維護分析

液壓系統(tǒng)需要在其未出現(xiàn)故障之前進行預防性維護，以保證系統(tǒng)工作正常和飛行安全，也可降低維修總成本。在液壓系統(tǒng)維護中需選擇優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)元件，避免灰塵、雜物、空氣進入污染系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)常見故障包括液壓油箱低空氣壓力、油箱油量損失、黃/綠/藍系統(tǒng)壓力丟失、發(fā)動機驅(qū)動泵失壓、系統(tǒng)過熱指示等，維修中針對故障現(xiàn)象和可能的故障原因，使用A320 飛機維修類手冊進行故障的確認和排除。常用的維修手冊包括維護手冊（Aircraft Maintenance Manual，AMM）、排故手冊（Trouble Shooting Manual，TSM）、飛機簡圖手冊（Aircraft Schematics Manual，ASM）、飛機電路圖手冊（Aircraft Wiring Manual，AWM）、電氣標準施工手冊（Electrical standard Practices Manual，ESPM）等。常用的確定故障點的方法有：操作檢查排除法、串件、測量法等。

3.1 液壓系統(tǒng)的維護安全

3.1.1 維修人員的防護

維護中嚴格執(zhí)行液壓系統(tǒng)的安全操作規(guī)程，對系統(tǒng)作業(yè)前必須對涉及系統(tǒng)徹底釋壓，避免高壓系統(tǒng)傷害維修人員和設備。在給系統(tǒng)排故時，可以通過感覺液壓管或作動筒發(fā)熱，或者聽液壓油滲漏的聲音來找出有故障的部位，要盡量使用標準設備測量系統(tǒng)溫度、振動或聲音。在接近移動部件之前，防止系統(tǒng)傷人。磷酸酯基液壓油有低毒性，對人體皮膚、呼吸系統(tǒng)和眼睛有較強的刺激性，在維護時需在皮膚上涂抹油膏、佩戴耐油手套和護目鏡，不要將液壓油潑濺到身上，如果液壓油接觸皮膚或者眼睛，及時用清水清洗并就醫(yī)，誤食或誤飲后及時就醫(yī)。在給液壓系統(tǒng)打壓或者釋壓時，應保證飛行操縱面的行程內(nèi)沒有障礙物。在用液壓泵給系統(tǒng)打壓時，確保燃油油箱有足夠燃油，否則液壓泵連續(xù)工作不能太長，防止系統(tǒng)過熱。

3.1.2 液壓系統(tǒng)的防護

系統(tǒng)維修過程中始終要保持系統(tǒng)完全封閉，嚴防異物進入污染系統(tǒng)。保證油箱油量在規(guī)定范圍，防止油泵吸入空氣，維修后也采取措施排除系統(tǒng)中的空氣。系統(tǒng)滲漏出的油液需要及時并徹底清除，防止對部件和環(huán)境的污染。拆卸下的管路和元件要放在規(guī)定的位置，防止意外損傷。

3.2 液壓系統(tǒng)維護案例分析

3.2.1 液壓油箱低空氣壓力警告檢查

液壓油箱增壓系統(tǒng)有兩個壓力電門，一個壓力電門安裝在液壓油箱上并直接與空氣接觸，另一個安裝在系統(tǒng)油箱的空氣總管上，如果油箱內(nèi)的壓力太低，壓力電門會發(fā)出一個離散信號，信號傳遞到兩個SDAC（System Data Acquisition Concentrator，系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中獲取計算機）和頭頂板上，用于ECAM（Electronic Centralized Aircraft Monitoring，飛機電子集中監(jiān)控系統(tǒng)）警告和FAULT 故障指示。在地面維護時，維修人員可以在MCDU（Multipurpose Control &Display Unit，多功能控制顯示組件）上通過CFDS（Centralized Fault Display Unit，中央故障顯示系統(tǒng)）的菜單模式進入系統(tǒng)油箱空氣壓力警告工作檢查。

3.2.2 液壓系統(tǒng)滲漏處置

液壓系統(tǒng)滲漏大多發(fā)生在發(fā)動機驅(qū)動泵、電動泵、偏航阻尼器、動力轉(zhuǎn)換組件等，滲漏的原因主要包括密封元件的老化失效、部件應力集中導致的疲勞裂紋、管路在振動環(huán)境中的摩擦損傷等。針對液壓系統(tǒng)部件的滲漏，維修技術資料給出了詳細的滲漏檢查標準，依照滲漏檢查標準指導日常的維修放行工作（表1）。

4 結(jié)束語

可靠性是飛機液壓系統(tǒng)非常重要的指標，A320 液壓系統(tǒng)設定最初兩年內(nèi)的可靠性達99%，即其故障率只為1%。液壓系統(tǒng)經(jīng)過合理的整體設計、部件質(zhì)量、安裝鋪設、自檢功能等諸多細節(jié)保證了較高的可靠性和維護性，易維修性為A320 飛機投入運營后的適航維修工作提供了便利，規(guī)范的檢查和維修也保證了系統(tǒng)較高的安全性和整機較好的飛行品質(zhì)。